JP2010237404A - 画像表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フラットパネルディスプレイにおいて、より狭い額縁が実現する実装構造を提供する。
【解決手段】第１の基板１と第２の基板２による封着後のパネル１０において、カッターホイールで枠材の外端面に沿って基板１，基板２及び配線を割断し、割断面に露出した配線の断面に異方性導電接着部材１１を介してフィルム状配線基板１２を接続する。
【選択図】図２

Description

本発明はＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどの平面型の画像表示装置とその製造方法に関するものである。

近年応用が拡大しているフラットパネルディスプレイは、公知のように板ガラスやプラスチックフィルムなど、概ね平面からなる絶縁性基板の表面にフォトリソグラフィや印刷等の技術で電子素子や配線等を形成し、これらを組み立てることで構成されている。そして、係るパネルに映像信号、走査信号、電源などを供給するには、これら基板の最外周に延在させた配線部に、フレキシブル回路基板や集積回路（ＩＣ）チップを電気的且つ機械的に接続することが一般的である。

図８は、従来の画像表示装置における実装構造の一例を示す断面模式図である。図８に示すように、一定間隔をおいて基板１，２を対向配置し、その周縁部に枠材３を配置して封止材４を介して封止してなるパネル１０において、一方の基板２上に形成された配線５が枠材３の外側にまで引き出されている。そして、基板２の端部近傍において、配線５の端部が異方性導電接着部材１１を介してフィルム状配線基板１２に接続されている。

しかしながら、各種ディスプレイの、画像表示部分以外の外周領域（図８における枠材３及び該枠材３よりも外側の領域）、通称「額縁」は、製品意匠の面から極力狭いことが求められている。また、複数のディスプレイをタイル張り状に配置してより大きなディスプレイを構成する用途では、この額縁はさらに狭いことが求められている。

これらの問題を解決するため、例えば特許文献１には、ＦＥＤ基板の裏面に配線を形成してここに実装する方法を開示している。

特開２０００−１２２５７１号公報

しかしながら、特許文献１の方法はパネル内部の配線を基板裏面の配線まで繋ぐ方法として、パネル額縁部側面に配線を形成するため、側面に形成された配線は結露や塵埃付着などによる腐食やショートを防止するために、別途封止する工程が必要となる。これでは額縁幅の増加となることに加えて、パネル製造コストが増加するなどの難点がある。

本発明の目的は、新たな実装構造により、額縁が狭く、製品意匠に優れた、或いはタイル貼り状配置に好適な画像表示装置を提供することにある。

本発明の第１は、一定の間隔をおいて互いに対向する第１の基板及び第２の基板と、該第１の基板と第２の基板の周縁部において封止材を介して両基板の間に介在する枠材と、第２の基板の第１の基板との対向側に形成され、端部が枠材の外側にまで引き出された複数の配線とを有する画像表示装置であって、
前記枠材の外端面に沿って第１の基板及び第２の基板を割断することによって第１の基板及び第２の基板の端面が形成されており、
前記割断位置に露出した、各配線の配線端部と、前記封止材の外端面と、前記第２の基板の端面の少なくとも一部と、を連続して覆う異方性導電接着部材を介して、前記配線がフィルム状配線基板に接続されていることを特徴とする。

本発明の第２は、一定の間隔をおいて互いに対向する第１の基板及び第２の基板と、該第１の基板と第２の基板の周縁部において封止材を介して両基板の間に介在する枠材と、第２の基板の第１の基板との対向側に形成され、端部が枠材の外側にまで引き出された複数本の配線とを有する画像表示装置の製造方法であって、
前記枠材の外端面に沿って第１の基板及び第２の基板を割断して第１の基板及び第２の基板の端面を形成する割断工程と、
前記割断工程によって割断位置に露出した、各配線の端部と、前記封止材の外端面と、前記第２の基板の端面の少なくとも一部と、を異方性導電接着部材で連続して覆い、各配線端部とフィルム状配線基板とを接続する接続工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、封止後のパネルを割断して割断面に露出した配線端部を異方性導電接着部材で覆い、フィルム状配線基板にて実装を行うことで、額縁幅を大幅に低減させることが可能となり、画像表示装置の小型軽量化を図ることができる。また、係る画像表示装置を複数枚タイル貼りして大型ディスプレイを形成する際の、パネル間の間隔を大幅に低減し、より自然で高品質な画像を提供することができる。また、基板の外に引き出された配線全体を異方性導電接着部材が封止するため、従来のようなパネル額縁部に剥き出しになる配線が無くなり、マイグレーション等の配線腐食による配線ショート不良を防止するための配線封止工程が不要になる。これによりディスプレイパネルの信頼性が向上することに加え、製造の１工程が無くなることで、封止材料費、封止装置コスト等を削減でき、パネル製造コストの大幅な削減と、製造タクトの大幅な短縮を実現させることが出来る。さらに、本発明では基板を割断して実装するため、異方性導電接着部材を接着する領域が清浄で面積も広くとれるため、従来よりもより良好な接着性が得られ、確実な実装を行うことができ、より信頼性の高い画像表示装置が提供される。

本発明の製造方法の一実施形態の工程を示す断面模式図である。 本発明の製造方法の一実施形態の工程を示す断面模式図である。 図１における割断工程の斜視図である。 本発明の製造方法の他の実施形態の工程を示す断面模式図である。 本発明の製造方法の他の実施形態の工程を示す断面模式図である。 本発明に係る実装構造の他の実施形態を示す断面模式図である。 図６にて示した実施形態の一工程を示す図である。 従来の画像表示装置の実装構造を示す断面模式図である。

本発明は、平面型の画像表示装置とその製造方法に関する。

本発明の画像表示装置は、一定の間隔をおいて互いに対向する第１の基板及び第２の基板と、該第１の基板と第２の基板の周縁部において封止材を介して両基板間に介在する枠材と、第２の基板の第１の基板との対向側に形成された複数の配線とを有する。

本発明においては、先ず、枠材の外端面に沿って第１の基板及び第２の基板を割断する割断工程によって第１の基板及び第２の基板の端面を形成することに特徴を有する。尚、この割断工程においては、第２の基板に形成された配線を残して、第１の基板及び第２の基板だけを割断しても、或いは、配線も第１の基板及び第２の基板と同様に割断しても、いずれでも良い。

上記割断工程の後、複数の配線端部を連続して熱硬化型の異方性導電接着部材（Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ、以下、ＡＣＦと記す）で覆い、該接着部材を介して各配線端部にフィルム状配線基板を接続する。この時、前記割断位置に露出した、各配線の配線端部と、前記封止材の外端面と、前記第２の基板の端面の少なくとも一部と、を該接着部材で連続して覆う。異方性導電接着部材は、エポキシ樹脂フィルム中に、直径が数μｍ程度の金属粒子或いは金属メッキを施した樹脂粒子を分散させた部材である。係る部材を配線の間に挟んで加熱、加圧すると、対向する配線同士のみが電気的に接続し、同時にフィルムが硬化して固定されるものである。この時、加圧されなかった領域は非導電性となる。

このように、本発明においては、基板を割断した後に配線端部をＡＣＦで覆うことから、従来の配線のように封止材で封止する必要がなく、より狭い額縁が実現する。

さらに、本発明においては、基板を割断することによって、より良い接着性が得られる。従来、基板端面でのＡＣＦの接着は、接着面積が小さく、その上、封着までの工程によってパネル外面が汚染されていることから、十分な接着性が得られなかった。本発明においては、基板が割断されていることから、端面が割断面で清浄化されており、接着性が高い。その上、基板を枠材の外端面に沿って割断していることから、第２の基板の端面は枠材の外端面に連続しており、ＡＣＦの接着面積を枠材にまで広げることができ、より接着性が向上する。

また、パネル封着までの工程において配線の表面は酸化や汚染によって電気的接続不足を生じているが、配線を基板と共に割断した場合には、酸化や汚染のない断面が露出することから当該問題も解消され、良好な接続を図ることができる。また、配線を残して割断した場合には、基板端面の延在領域において配線とフィルム状配線基板との接続をとるため、接続領域が広がり、良好な接続を図ることができる。

以下に、本発明の実施形態を挙げて本発明を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１及び図２に、本発明の製造方法の一実施形態を断面模式図にて示す。

図中、１は第１の基板、２は第２の基板であり、通常、ガラス基板である。３は第１の基板１と第２の基板２の間の間隔を一定に固定させるための枠材であり、材質はガラス等の絶縁体である。４は、基板１，２と枠材３とをそれぞれ接合し、基板１，２，枠材３にて囲まれたディスプレイパネル１０の内部を気密封止するための封止材であり、材質はガラスフリット等の絶縁体である。気密封止されたディスプレイパネル１０の額縁部、即ち、基板２の枠材３の外端面よりも外側の領域には、実装を行うための複数の取出し配線５がパネル内部より延在している。

一般に、封着工程においては、図１（ａ）に示すように、位置精度を考慮して枠材３は基板１，２の外周よりも若干内側に配置される。本発明においては、係る基板１，２の枠材３よりも外側に位置する領域を割断によって除去する。

先ず、パネル１０の、配線５が形成されている基板２を切断する。基板２の裏面、即ち、配線５が形成されている面とは反対側の面に、カッターホイール６の刃先６ａを接触させて、枠材３の外端面に沿って垂直クラック７を形成する〔図１（ｂ）〕。この時、カッターホイール６の刃先６ａは、枠材３の外端面と位置合わせされ、枠材３の外端面に沿って走査される。ここでカッターホイール６の刃先６ａは、超鋼製又はダイヤモンド製が望ましい。

図１（ｂ）に示すように、基板２に垂直クラック７が形成された段階では、垂直クラック７が基板２の厚さ方向の途中までしか達しておらず、基板２は完全に分断されていない。

次に、図１（ｃ）に示すように、垂直クラック７が形成された基板２上の枠材３の外端面に沿って、鋭角な稜部８ａを有する押さえ板８を位置決めし固定する。これにより、図３（ａ）に示すように、配線５は基板２と押さえ板８によって挟まれて、配線５が基板１に押圧された状態となる。

次に、図１（ｃ）に示すように、鋭角な稜部８ａを有する押さえ板８と基板２の枠材３の外端面よりも外側の領域とを、配線５を支点として、矢印方向に回転させる。これによって、割断位置に厚み方向の成分を有する力を加える。この工程によって、基板２が２つに分断される。ここまでの工程では、基板２上の配線５は分断されていない。

続いて、図１（ｄ）に示すように、回転された押さえ板８と基板２の端部をほぼ水平な元の状態に戻す。

次に、押さえ板８を、図１（ｅ）、図３（ｂ）に示すように、基板２の厚さ方向に平行で、パネル１０の外側に向かう矢印方向に移動させる。押さえ板８が矢印方向に移動すると、押さえ板８の鋭角な稜部８ａによって基板２上の配線５にせん断力が加わる。この工程によって、配線５は、割断位置で分断する力が加えられることになり、割断される〔図１（ｆ）〕。

次に、パネル１０の基板２側を上にしてパネル１０の基板１を切断する。

先ず、基板１の裏面、即ち、枠材３が配置されている面とは反対側の面に、カッターホイール６の刃先６ａを接触させて、枠材３の外端面に沿って垂直クラック７を形成する〔図２（ｇ）〕。この時、カッターホイール６の刃先６ａは、枠材３の外端面と位置合わせされ、枠材３の外端面に沿って走査される。

図２（ｇ）に示すように、基板１に垂直クラック７が形成された段階では、垂直クラック７が基板１の厚さ方向の途中までしか達しておらず、基板１は完全に分断されていない。

次に、図２（ｈ）に示すように、垂直クラック７を形成した面とは反対側の面にブレード９を落とす事により、基板１が２つに分断される。これにより、枠材３の外端面及び基板１，２の端面がディスプレイパネル１０の最外端面となり、該端面に配線５の断面が露出する。

本発明においては、前記したように、上記分断工程を経ることで実装に係る基板２の端面として清浄な割断面を用いることができるが、さらに、係る割断面を研磨することも好ましく適用される。

次いで、図２（ｉ）に示すように、複数の配線５の断面を覆ってＡＣＦ１１を仮接着する。この時、基板２と枠材３との間に露出した封止材４の端面と、基板２の端面の一部もＡＣＦ１１で覆われる。その後、フィルム状配線基板１２をＡＣＦ１１を介して各配線５の断面に接続する。本実施例に用いられるフィルム状配線基板１２は、テープキャリアパッケージ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ，以下、ＴＣＰと記す）である。ＴＣＰは、厚さ数十μｍ程度のポリイミドフィルムに、所定のパターンを有する数十μｍ程度の銅箔を貼り合わせたものである。本例で用いたＴＣＰ１２には、パネル駆動用集積回路１３が搭載されているが、本発明では特に集積回路１３が搭載されていないフィルム状配線基板であっても良い。

係るＴＣＰ１２の各配線とディスプレイパネル１０の各配線５とがそれぞれ接続されるように、位置合わせをしてＴＣＰ１２をＡＣＦ１１に接着し、加熱、加圧する。

以上の構成により、従来よりもディスプレイパネル１０の額縁幅を大幅に減少させて実装を行うことが可能となり、ディスプレイパネル１枚の小型軽量化に貢献できる。さらに、ディスプレイパネル複数枚をタイル貼りして大型ディスプレイを形成する際のディスプレイパネル同士の間隔を大幅に減少させ、より自然で高品質な画像を提供することが可能となる。

また、本実施形態においては、図２（ｈ）の工程と、図２（ｉ）の工程との間において、図６（ａ）に示すように、配線５の断面を覆う電極パッド１５を形成してもよい。このようにして、電極パッド１５を形成してから、図６（ｂ）に示すようにＡＣＦ１１を介してＴＣＰ１２を接続することで、ＡＣＦ１１内の導電粒子の接触面積が増加し、より良好な接続を図ることができる。係る電極パッド１５としては、金、銀、銅などの金属膜などを、スクリーン印刷、スパッタ、メッキ、インクジェット方式などの方法で各配線５の断面を覆うように形成すればよい。電極パッド１５の厚みは５μｍ程度であり、１ｍｍ程度の額縁寸法に対してはほぼ無視しうる値である。

封止後のパネル１０に新たな電極パッド１５を形成する工程においては、パネル１０に加わる熱や力等の負荷による応力が小さいことが望ましい。そのため、形成方法としては、低温で且つ非接触で電極パッド１５を形成しうるインクジェット方式が好ましく用いられる。具体的には、配線５を銅で形成し、銀ナノ粒子を含有するアルバックマテリアル（株）製の「ナノメタルインク Ｌ−ＡｇｌＴ（製品名）」をインクジェット方式で配線５の端面に付与し、１８０℃で１時間焼成することで、電極パッド１５を形成することができる。

図７（ａ）乃至（ｃ）に電極パッド１５をインクジェット方式にて形成する際の、パネル１０とインクジェットヘッド２１との関係図を示す。図７（ａ）では、パネル１０は水平配置のままで、インクジェットヘッド２１を垂直に配置し、吐出面（ノズル面）を配線５の端面に向ける。所望の配線形状に必要な回数分だけ、インクジェットヘッド２１を移動させながらインク２２を吐出することで、電極パッド１５を形成することができる。また、図７（ｂ）では、パネル１０を複数枚重ね、配線５の端面を上方に向けて配置し、連続的にインク２２を吐出することで、複数枚のパネル１０の電極パッド１５を連続的に形成することもできる。この図７（ｂ）に示される方法によれば、電極パッドの形成工程のタクトを大幅に短縮することが可能となる。

本実施例では、インクジェット方式による電極パッド１５を形成する際、インクジェットヘッド２１のノズルから吐出されるインク２２を、連続ではなく、間隔（例えば、数十μｍ程度）を空けて着弾させる。次に、最初に着弾したインクがある程度乾いてから、再び、インク２２を吐出させ、上記間隔を埋める。これは、最初に着弾したインクが乾く前に次のインクを重ねて着弾させると、インク同士の滲みが生じ、所望の電極パッドの形状を形成できない場合が有るからである。上記一連の工程により、ＡＣＦと配線との良好な接続を得る上で有効な電極パッドの形状を形成することができる。また、上記の有効な電極パッドの形状を形成するには、上記一連の工程を、複数回繰り返すことがより好ましい。また図７（ｃ）のように、インクの乾きを速くするために、電極パッド１５の形成領域、即ち配線５の端面近辺を外部ヒータ２３により一定の温度（７０乃至８０℃）に加熱しておくことも有効である。これにより着弾したインクが素早く乾き、電極パッド形成工程タクトを短縮できることに加えて、より高い精度で所望の配線形状（配線高さ、幅等）を得ることができる。

（第２の実施形態）
図４及び図５に、本発明の製造方法の他の実施形態の工程図を示す。図中、図１、図２、図３と同じ部材には同じ符号を付した。

先ず、封着がなされた後のパネル１０〔図４（ａ）〕を用意し、第１の実施形態と同様に、基板２の裏面の枠材３の外端面に沿って鉛直クラック７を形成する〔図４（ｂ）〕。

次に、図４（ｃ）に示すように、基板２の垂直クラック７を形成した面とは反対側の面にブレード９を落とすことにより、基板２が２つに分断される。この状態で、図４（ｄ）に示すように、端部側の基板２を、厚さ方向に平行で、パネル１０の外側に向かう矢印方向に移動させ、基板２の割断した端部領域を配線５から剥離させる。

次いで、パネル１０の基板１側を下にし、上記基板２の割断と同様にして、枠材３の外端面よりも外側に突出している基板１の端部を割断する〔図５（ｆ）、（ｇ）〕。

本例においても、必要に応じて、基板１，２の割断面を研磨しても良い。

次に、基板２の端面及び枠材３の端面より突出した配線５の端部にＡＣＦ１１を接着し〔図５（ｈ）〕、基板２の端面側に押圧して配線５の端部を該端面に延在させ〔図５（ｉ）〕、該ＡＣＦ１１を介してＴＣＰ１２を各配線５に接続する〔図５（ｊ）〕。

本例においては、基板１，２の割断工程において配線５が割断されず、基板２の端面から突出した配線５の端部が基板２の端面に沿って延在することで、ＴＣＰ１２との接続面積を広くとることができ、良好な電気的接続を図ることができる。

１ 第１の基板、２ 第２の基板、３ 枠材、４ 封止材、５ 配線、６ カッターホイール、６ａ 刃先、７ 垂直クラック、８ 押さえ板、９ ブレード、１０ パネル、１１ 異方性導電接着部材、１２ フィルム状配線基板、１３ パネル駆動用集積回路、１５ 電極パッド

Claims (10)

1. 一定の間隔をおいて互いに対向する第１の基板及び第２の基板と、該第１の基板と第２の基板の周縁部において封止材を介して両基板の間に介在する枠材と、第２の基板の第１の基板との対向側に形成され、端部が枠材の外側にまで引き出された複数の配線とを有する画像表示装置であって、
   前記枠材の外端面に沿って第１の基板及び第２の基板を割断することによって第１の基板及び第２の基板の端面が形成されており、
   前記割断位置に露出した、各配線の配線端部と、前記封止材の外端面と、前記第２の基板の端面の少なくとも一部と、を連続して覆う異方性導電接着部材を介して、前記配線がフィルム状配線基板に接続されていることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記配線が、枠材の外端面に沿って割断され、割断によって形成された配線端部の断面を異方性導電接着部材が覆っている請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記各配線端部の各断面をそれぞれ電極パッドが覆い、複数の電極パッドを異方性導電接着部材が連続して覆い、該電極パッド及び異方性導電接着部材を介して各配線がフィルム状配線基板に接続されている請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記封止材より突出した配線端部が第２の基板の端面に沿って延在し、該延在領域が異方性導電接着部材を介してフィルム状配線基板に接続されている請求項１に記載の画像表示装置。
5. 一定の間隔をおいて互いに対向する第１の基板及び第２の基板と、該第１の基板と第２の基板の周縁部において封止材を介して両基板の間に介在する枠材と、第２の基板の第１の基板との対向側に形成され、端部が枠材の外側にまで引き出された複数の配線とを有する画像表示装置の製造方法であって、
   前記枠材の外端面に沿って第１の基板及び第２の基板を割断して第１の基板及び第２の基板の端面を形成する割断工程と、
   前記割断工程によって割断位置に露出した、各配線の端部と、前記封止材の外端面と、前記第２の基板の端面の少なくとも一部と、を異方性導電接着部材で連続して覆い、各配線端部とフィルム状配線基板とを接続する接続工程と、
   を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
6. 前記割断工程において、枠材の外端面に沿って配線を割断し、割断によって形成された配線端部の断面を異方性導電接着部材で覆う請求項５に記載の画像表示装置の製造方法。
7. 前記各配線端部の各断面をそれぞれ電極パッドで覆った後、複数の電極パッドを異方性導電接着部材で連続して覆い、該電極パッド及び異方性導電接着部材を介して各配線をフィルム状配線基板に接続する請求項６に記載の画像表示装置の製造方法。
8. 前記電極パッドをインクジェット方式により形成する請求項７に記載の画像表示装置の製造方法。
9. 前記割断工程において、前記配線を割断せずに第１の基板及び第２の基板の端面より突出させ、突出した配線端部を折り曲げて第２の基板の端面に沿って延在させ、該延在領域を異方性導電接着部材を介してフィルム状配線基板に接続する請求項５に記載の画像表示装置の製造方法。
10. 前記割断工程によって形成された割断面を研磨する工程を有する請求項５乃至９のいずれかに記載の画像表示装置の製造方法。

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